02. Digital Architecture_01


디지털 건축

디지털시대는 근본적으로 상상될 있는 것과 지어질 있는 사이의 직접적인 연결고리를 만들면서, 개념과 생산 사이의 관계를 재구성해왔다. 오늘날의 건축 프로젝트들은 디지털로 태어났을 뿐만 아니라, 컴퓨터 수치 제어 제작 기술의 파일을 공장으로[1] 과정을 통해 디지털로 실현된다.

“blobby” 형태의 복합성은 건축가를 순수한 필요성에서 끌어내어 건축물의 생산에 깊이 관련되도록 되돌렸다. 현대 건축에서 두드러진 특징을 이루는 연속된 곡선형의 면들은 그러한 복잡한 형태의 공간적, 구조적 파생들을 어떻게 만들어낼 것인가 하는 문제를 전면에 제기한다. 새로운 디지털아방가르드에 의해 소개된 공간적 복합성의 신빙성에 의문을 제기한 것은 시공성에 대한 도전이었다. 그러나 시공성이 계산가능성의 직접적인 기능이 됨에 따라, 문제는 이상 특정 형태가 건축 가능한가가 아니라 생산의 디지털 양식에 의해 펼쳐진 가능성들을 이용하기 위해 필요한 새로운 실무 기구가 무엇인가 하는 것이다.

디지털로 개발되고 실현된 프로젝트들 하나는 스페인의 바르셀로나에 Vila Olimpica 불리는 복합 상업시설 입구에 있는 Frank Gehry large fish 조형물(1992)이다. 프로젝트의 재정적, 일정계획적 제약들은 Gehry 파트너인 Jim Glymph 제작과 조립에 있어 고도의 정밀도를 확보하기 위해 디지털 도구를 이용하여 프로젝트의 복잡한 기하학을 기술할 있을 뿐만 아니라 생산할 수도 있는 디지털 디자인과 제조 소프트웨어 환경을 찾도록 이끌었다. 해답은 CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application 약자) 불리는 프랑스의 항공 우주 산업(다소 시스템) 위해 개발된 3차원 모델링과 제조 프로그램에서 발견되었다. 따라서 비행기의 디자인과 제작을 위해 만들어진 소프트웨어는 건축 구조물을 개발하고 짓기 위해서 사용되었다. 3차원 디지털 모델은 구조적 분석을 위해 디자인 발전 단계에서 사용되었고, 전문직의 규범적 실무로부터의 혁신적인 이탈에 있어 건축 정보의 출처로 사용되었다. 건축을 위한 디지털 혁명의 선두자가 마침내 도착했다.



[1] 디지털 소프트웨어를 통해 제작된 형태를 실현하는 과정에 있어 컴퓨터 파일이 직접 제작공정으로 이어지는 것.




3차원 스캔: 형이하에서 디지털로

Frank Gehry 같은 디자이너들에게 물리적 모델의 직접적 감촉은 컴퓨터 화면 상에 면들의 평평한디지털 조작보다 디자인하는데 훨씬 우선적인 방법이다. Gehry 경우, 디지털 기술은 개념의 수단으로 사용된 것이 아니라 물리적 모델의 기하학을 입력하고, 다양한 제작 기계들을 운영하기 위해 사용되는 디지털화된 정보들의 출력으로 생산하는 과정에서 번역의 수단으로 사용된다.  장에서 설명되어질 것처럼, 기하학의 디지털 표현은 실제 모델은 사용될 없는 방법으로 사용된다.

물리적 영역에서 디지털 영역으로 변역의 과정은 컴퓨터 이용 생산의 역이다. 물리적 모델에서 기하학의 디지털 표현은 종종 역공학으로 일컬어지는 과정에서 다양한 3차원 스캔 기술들을 이용하여 만들어질 있다. “점군이라 불리는 좌표값들의 패턴은 스캔을 통해 물리적 모델로 만들어지고, 모델의 형태의 근사치를 생산하기 위해 변환 소프트웨어에 의해 해석된다. 일반적으로, 스캔된 점들의 패턴은 NURBS 커브 윤곽을 산출하기 위해 사용되고, NURBS 커브들은 경사가 만들어진 NURBS 면들을 산출하기 위해 사용된다. 결과 면들은 원형 모델로부터의 편차를 분석하기 위해 스캔된 점군과 비교될 있다.

3차원 스캔을 위한 일반적인 방법은 물리적 모델의 면의 특징을 추적하기 위해 계수적 위치 탐험의 사용을 포함한다. 과정은 3차원 digitizing arm 사용하여 수동적으로 완성되거나 스캔된 객체의 면과 기계적으로 접촉이 유지되는 계수적 위치 감지 장치를 가진 좌표측정기(CMM) 사용하여 자동적으로 완성될 수도 있다.

한가지 대안을 비접촉 스캔 방법을 사용하는 것으로 비싼 스캔 장비가 요구되지만 빠르고, 정확하고, 노동 집약적이며 종종 작은 스케일의 객체를 스캔할 효과적이다. 장치들은 일반적으로 스캔한 객체의 면을 단계적으로 비추기 위해 레이저를 사용하고, 이는 디지털 카메라(종종 개가 사용된다.) 의해 포착되는 밝은 점이나 선들의 패턴을 만들어낸다. 녹화된 이미지들은 스캔된 객체의 3차원 기하학 모델을 건축하기 위해 시각적 인지 기술을 이용하여 진행되고, 그것들은 디지털 분석이나 모델링 응용에 있어 원하는 데이터 형식으로 이출될 있다.  

3차원 스캔 기술은 디지털로 물리적 모델뿐만 아니라 존재하는 혹은 완공된 상태의 조건들, 또는 심지어 풍경 전체를 포착하기 위해 사용될 있다. 다른 도량 기술에 기초한 레이저 스캔 기술은 일반적으로 전세계의 건설현장을 측량하는데 사용된다. 시장에서 가능한 다른 장비들 각각에서는, 스캐너에 의한 레이저 빔이 방사되고, 반사된 빔이 포착된다. 특성은 측량된 객체까지의 거리를 계산하기 위해 분석된다. 정보의 4 조각들이 각각 독립적인 측량치로 포착된다: X, Y Z 좌표값에 다른 빛의 강도나 심지어 점군에 색을 지정하기 위해 사용될 있는 반사된 빔의 강도까지 더해서다.

레이저 스캔 기술은 실재 객체의 매우 정확한 3차원 모델을 만들 있다. 오늘날, 그들은 신속히 거리를 측량하고 다양한 건축 요소들의 설치를 위한 장소를 정밀하게 결정하기 위해 전통적인 측량 장비들 대신에 건설 현장에 점차 사용되었다. 레이저 스캔이 건물 구조가 세워짐에 따라 연속적으로 스캔할 것이고, 바로 디지털 모델의 형태와의 편차를 탐색할 것이다. “점군 이미 건축업자들의 용어이고, 레이저 스캔은 이미 많은 건설 현장에서 줄자를 쓸모 없게 만들었다.




디지털 제작: 디지털에서 형이하로

유클리드 기하학의 오랜 전통은 종이에 직선과 원을 그리기 위한 직선 자와 컴퍼스 같은 제도 용구와, 재료를 직선과 원으로 만들어내기 위해 부합하는 돌출물이나 회전하는 장비를 건축으로 되살렸다. William Mitchell 진술할 대로 결과, 건축가는 그들이 건축할 있는 것을 그렸고 그들이 그릴 있는 것을 건축했다. 이러한 표현의 도구와 생산 사이의 상호 관계는 디지털 시대에도 완전히 사라진 것이 아니다. 특정 디지털 구동형 제작 생산 장비의 능력과 유효성을 안다는 것은 건축가로 하여금 장비들의 가능성을 위해 보다 명확하게 디자인하게 한다. 결과 건축가들은 제작자에 의해 디지털 제작 장비를 구동시킬 제어 정보로 번역되는 정보를 만들어냄으로써 제작 과정에 훨씬 직접적으로 참여하게 되고 있다. 예를 들어, 체코 공화국 Prague Frank Gehry Nationale-Nedelanden Building 불규칙한 형태의 유리 패널들은 디지털 모델로부터 바로 추출된 기하학적 정보로부터 디지털 구동형의 절단기를 사용하여 재단되었고, Frank Gehry 의해 디자인된 Seattle Experience Music Project(EMP, 2000) 외관에 사용된 21000개가 넘은 다른 형태의 금속 지붕널 역시 마찬가지이다. 규모나 예산이 각기 다른 완공작들의 증가는 디지털 제작이 기간이나 예산의 구성이 특별하지 않아도 풍부한 가능성을 제공할 있다는 것을 증명한다.

새로이 디지털로 가능해진 생산 과정은 건축 디자인의 시공성이 계산가능성의 직접적인 기능이 되는 것을 내포한다. 복잡한 기하학이 NURBS 커브와 면으로 정확하게 묘사될 있고 따라서 계산 가능하다는 사실은 시공이 CNC 제작 과정의 방법으로 이뤄질 있다는 것을 의미한다. 장에서 자세하게 설명될 자르고 빼고 더하는 조형 제작에 기초한 생산 과정들은 새로운 기하학의 구조적 탐험에 풍부한 기회를 제공한다.

 

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